硬盤數據恢復開盤面臨新挑戰，機械硬盤容量10TB，氦氣充填硬盤的怒吼

    本月初希捷在日本宣布將在2019年之前推出20TB硬盤，面對跨度如此之大的上市時間，網友們半信半疑。臥榻之側，豈容他人鼾睡！主場遭受挑釁的日立迅速予以回擊，公布10TB硬盤更為靠譜的推出時間－－明年，并表示6TB硬盤已送測谷歌和Facebook，將率先在明年第二季度上市。

    正當網友們還在“容量為先，還是性能為王”的硬盤世界中霧里看花，硬盤廠家早已劍拔弩張，你方戰罷我登場，10TB硬盤怒吼反擊，日立兵臨城下。未見硬盤，我們先聞其聲，一場我們看不到的硬盤大戰一觸即發。

硬盤編年史中的10TB硬盤地位

    日立這款10TB硬盤究竟是何方神圣？它的性能、尺寸大小、碟片數量，采用什么技術？ZOL編輯就此采訪日立技術人員，得以揭開它的神秘面紗。而它的對手希捷如何接招反制，今天我們將就這些問題深入淺出進行探討和分析。  

    2006年誕生垂直磁記錄技術至今已有7年，期間硬盤容量增長8倍、性能增長4倍，遺憾的是它難以為繼。為此希捷先人一步、一口氣開發兩種次世代的磁頭技術，于是有前面推出20TB硬盤的豪言。

HGST公布10TB硬盤的推出時間

    不甘居于人后的日立拍馬殺到，另辟蹊徑從“硬盤封閉、充填氣體技術”著手，突破硬盤容量受“盤抖動”、固有每英寸軌道數（TPI）、以及軌道誤讀（TMR）的限制。

空氣充填式硬盤結構

    日立在密封式的盤體，充填“密度只有空氣1/7”的惰性氣體－－氦。較低密度的氦氣減小作用在磁盤轉軸上的阻力，使沖擊磁盤、擺臂的流體流動力大幅減少，因此磁盤可以靠的更近，數據軌道也可以靠得更近。這就是氦氣充填硬盤的由來。

    編輯點評：獨樹一幟的氦氣填充硬盤，突破傳統硬盤的限制，輕松容納5-7張碟片，能夠提高盤片的存儲密度，并且它的運行溫度更低，噪音更小。比起硬盤的概念，我們更關心它的性能、尺寸大小、功耗。

7張碟片的奇葩硬盤，它比之3.5英寸硬盤，會不會更大更厚更重呢？相信不少網友會帶有這樣的疑問。就網友們最為關心的話題，日立（HGST）中國區高級工程師霍瑞一一給出了答案。

    ■10TB硬盤尺寸大小：

    7碟裝10TB硬盤的尺寸大小和主流3.5英寸硬盤差不多，氦氣充填式技術進一步縮小磁盤之間的間隔距離。相同體積的3.5英寸盤體，氦氣充填硬盤可以容納多2張碟片或者增加40%更大容量。

日立10TB硬盤的重量堪比7K4000

    ■10TB硬盤重量：690克

    氦氣充填式5碟裝硬盤的重量為690克，而7碟裝/10TB硬盤同為690克，和目前日立7K4000 4TB硬盤的重量大體相當。

    ■10TB硬盤功耗：待機僅5.3瓦

紅外熱成像下的日立7K4000溫度

    日立將5碟裝的氦氣/空氣充填式硬盤進行功耗對比，相關數據顯示氦氣充填硬盤節省23%的功耗。其中5碟裝版本的待機功耗為6.9瓦，7碟裝為5.3瓦。

    ■至關重要的性能

    日立工程師表示氦氣充填硬盤采用7200RPM馬達和SATA3.0 6Gbps接口，早期版本的性能和單碟1TB硬盤持平，后期10TB版本的性能將隨著接口、緩存升級而得到加強，同時他透露一款型號為7K5000的5TB硬盤存在。

    我們從7碟裝10TB硬盤，可算出它的單碟容量為1.42或者1.5TB，其存儲密度對比單碟1TB盤片高出至少42%，加上它的碟盤、磁頭受到的阻力更小，它的讀寫速度更為均勻、更快，剩下的懸念就是性能提高幅度大小。

日立7K4000硬盤的讀寫性能

    編輯點評：氦氣充填硬盤最大的特點容納多兩張的碟片，增加40%的容量。其次是磁盤和磁頭的阻力減少，為提高碟片的存儲密度創造條件，間接幫助硬盤擴大容量。

    先發制人的希捷遭遇日立反戈一擊，日立不是第一次這么做，2011年9月日立就搶在希捷之前上市單碟1TB硬盤，希捷自然不敢掉以輕心。那么希捷有什么手段進行反制呢？

    說起硬盤巨鱷希捷，就連SSD廠商都懼它三分，它一年在硬盤技術方面投入的研發資金比其他硬盤廠商的總和還要多，這奠定它在硬盤技術的超前、領先。當然超前的結果，往往讓人覺得遙不可及，比如希捷20TB硬盤。

    就反制措施，希捷有一前一后兩大殺招，其中疊瓦式SMR技術為過渡，最終將完全實現熱輔助HAMR技術。它們無一例外全是最為核心的磁頭技術。

■殺招一：疊瓦式磁記錄(SMR）技術
希捷生產超過100萬塊SMR硬盤
特點：單碟1.25TB

 疊瓦式磁記錄技術（SMR）分析

    作為新一代存儲技術，疊瓦式磁記錄技術使介質的結構發生了質的變化，通過重疊磁道－－類似于屋頂的層疊瓦片，重新調整了數據存儲的方式，進而提高了磁道密度和單位面積存儲密度。

    作用：疊瓦式磁記錄對于提升磁盤的存儲密度（單碟存儲的數據量）具有重要作用，能夠提升高達25%的盤片存儲密度。不過它對硬盤的性能提升更類似于補丁的作用，革新但不是革命。

■殺招二：熱輔助磁記錄（HAMR）技術
希捷20TB硬盤正是采用HAMR技術

熱輔助磁記錄（HAMR）技術

        HAMR技術通過將激光光束精確地聚焦在數據將被寫入的區域，加熱介質，從而提升面密度和存儲容量。受熱時，介質更加易于寫入數據，寫入之后迅速冷卻，從而穩固寫入的數據。這種熱輔助紀錄技術可以顯著提升寫入的密度。

    作用：HAMR技術與鐵鉑粒子組成的自排列磁陣列組合在一起，有望將磁記錄的存儲極限提高100倍，最終實現每平方英寸高達50Tb的存儲密度。

    編輯點評：如果將希捷比喻為一個足球俱樂部，它有兩大“殺手級別”的前鋒。它的兩大前鋒不能在對方球門前晃悠，而是要臨門一腳，將球一蹴而就。那么希捷現在要做的是，將這些技術應用在硬盤實現量產。

    硬盤一度在單碟1TB技術徘徊不前，在新一代硬盤即將來臨之際，希捷先聲奪人，日立后發制人。很有意思的是，它們的硬盤技術是對著發展的。下面筆者針對兩家硬盤技術的不同特點，進行梳理對比：

■至關重要的磁頭技術：
對比結果：希捷領先

    磁頭技術對硬盤的容量和性能影響最大，決定下一代硬盤的數年命運。目前主流的硬盤采用①垂直磁記錄（PMR）技術，②疊瓦式磁記錄（SMR）技術應用于少量硬盤，③熱輔助磁記錄（HAMR）技術則尚未有跡可循。

磁頭技術優勢：希捷和宇宙隊“巴薩”同級

    日立表示SMR和HAMR硬盤尚未量產，遺憾的是它的HAMR技術仍在實驗室狀態，進入實用量產階段只是時間問題；希捷則已量產SMR硬盤，HAMR硬盤已有指向。在磁頭技術上，希捷毫無疑問走在最前面。

■功不可沒的氣體充填技術：
對比結果：日立領先

氣體充填技術：日立和“銀河戰艦”皇馬同級

    全封閉的硬盤是一項創舉，日立將惰性氣體“氦”充填在內更是前所未有，它帶來的好處是顯而易見的。伴隨封閉的盤體、昂貴的氦氣，日立新一代硬盤的制造成本不可小窺。無論如何，在硬盤封閉、氣體填充技術上，日立遙遙領先。

    全文總結：即將迎來井噴的希捷、日立新一代硬盤至此結案，希捷初期采用“空氣充填式+疊瓦式磁記錄（SMR）”技術，中后期則全面升級為“空氣充填式+熱輔助磁記錄（HAMR）”技術。

    日立早起應用“氦氣充填式+垂直磁記錄（PMR）”技術，后期則是前途未卜。簡單概括：希捷前期不如日立迅猛，硬盤價格便宜，后期潛力巨大；日立前期銳不可擋，硬盤價格較貴，后期潛力減弱。

    對于硬盤數據恢復開盤工程師，開盤難度之大，不單單在于磁頭碟片數量之多。“氦”氣填充將是硬盤開盤的關鍵，必須考慮到填充多少量的氣體，盤體內壓值大小，“氦”氣泄露等安全問題（“氦”氣屬惰性氣體，無色無味,但是一當在空氣中泄露濃度過高，會對生命造成威脅）等等，氦氣充填硬盤是新的技術亮點，也是硬盤數據恢復開盤的新挑戰！